開關電源原理范文

導語：如何才能寫好一篇開關電源原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

    一、主電路

    從交流電網輸入、直流輸出的全過程,包括:

    1、輸入濾波器:其作用是將電網存在的雜波過濾,同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。

    2、整流與濾波:將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電,以供下一級變換。

    3、逆變:將整流后的直流電變為高頻交流電,這是高頻開關電源的核心部分,頻率越高,體積、重量與輸出功率之比越小。

    4、輸出整流與濾波:根據負載需要,提供穩定可靠的直流電源。

    二、控制電路

    一方面從輸出端取樣,經與設定標準進行比較,然后去控制逆變器,改變其頻率或脈寬,達到輸出穩定,另一方面,根據測試電路提供的數據,經保護電路鑒別,提供控制電路對整機進行各種保護措施。

    三、檢測電路

    除了提供保護電路中正在運行中各種參數外,還提供各種顯示儀表數據。

    四、輔助電源

    提供所有單一電路的不同要求電源。

    第二節  開關控制穩壓原理

    開關K以一定的時間間隔重復地接通和斷開,在開關K接通時,輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL,在整個開關接通期間,電源E向負載提供能量;當開關K斷開時,輸入電源E便中斷了能量的提供?？梢?輸入電源向負載提供能量是斷續的,為使負載能得到連續的能量提供,開關穩壓電源必須要有一套儲能裝置,在開關接通時將一部份能量儲存起來,在開關斷開時,向負載釋放。圖中,由電感L、電容C2和二極管D組成的電路,就具有這種功能。電感L用以儲存能量,在開關斷開時,儲存在電感L中的能量通過二極管D釋放給負載,使負載得到連續而穩定的能量,因二極管D使負載電流連續不斷,所以稱為續流二極管。在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示:

    EAB=TON/T*E

    式中TON為開關每次接通的時間,T為開關通斷的工作周期(即開關接通時間TON和關斷時間TOFF之和)。

    由式可知,改變開關接通時間和工作周期的比例,AB間電壓的平均值也隨之改變,因此,隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比,這種方法稱為“時間比率控制”(Time Ratio Control,縮寫為TRC)。

    按TRC控制原理,有三種方式:

    一、脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation,縮寫為PWM)

    開關周期恒定,通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。

    二、脈沖頻率調制(Pulse Frequency Modulation,縮寫為PFM)

    導通脈沖寬度恒定,通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。

    三、混合調制

    導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定,彼此都能改變的方式,它是以上二種方式的混合。

    第三節  開關電源的發展和趨勢

篇2

開關K 以一定的頻率重復的接通或斷開。在開關K 接通時，輸入電源通過開關K 和濾波電路向負載提供能量；當開關K斷開時，輸入電源便中斷了能量的供給。開關電源的示意圖如圖2-1所示。

為了使負載能夠得到連續的能量，開關電源就必須有一套儲能裝置，以便在開關K 接通時將一部分能量儲存起來，當開關K 斷開后再將儲存的能量提供給負載。圖2-1中的電感L、電容C和二級管D 組成的電路就具有這樣的功能。當開關K 接通時，電感L 用以儲存能量，開關K 斷開時，儲存在電感L中的能量通過二級管D 釋放給負載，從而使負載得到連續而又穩定的能量。

當電子開關K按一定的頻率開關時，導通時間越長，輸出電壓越高；導通時間越短，輸出電壓越低。通常，開關電源就是這樣在開關頻率一定的情況下，通過調整開關時間的長短?？刂戚敵鲭妷旱母叩?。目前，也有的開關電源采用開關時間長短恒定，通過改變開關頻率來改變輸出電壓的高低。

圖2-1 開關電源示意圖

開關電源的形式有很多種，其中尤其以脈沖寬度調制型（PWM）最為盛行，現在就以此種形式的開關電源介紹以下開關電源的工作原理。

采用PWM技術的開關電源原理機構如圖2-2所示，從電網將能量傳遞給負載的回路稱為主回路，其余稱為控制回路。

工頻電網交流電壓經過輸入整流濾波電路，得到高波紋未調直流電壓，在經功率轉換電路，變換成符合要求的矩形波脈動電壓，最后經過整流濾波電路將其平滑成連續的低波紋直流電壓。

圖2-2 PWM方式開關電源框圖

控制回路在提供高壓開關T管基極驅動脈沖的同時，需要完成輸出電壓穩壓的控制，而且還必須能對電源或負載提供保護。它通常由檢測比較放大電路、電壓-脈沖寬度轉換電路（V/W電路）、時鐘震蕩電路，以及自用電壓源等基本電路構成。

對于PWM方式而言，將頻率固定的震蕩源稱為時鐘震蕩器，這種電源利用檢測電路反映輸出電壓值，通過和給定參考電壓比較并產生誤差信號，在經過V/W電路調制脈沖寬度——調節輸出電壓。例如，由于某種原因（負載電流減小或電網電壓上升）使高頻變壓器副邊輸出電壓的平均值增大，電源輸出電壓也將隨之提高，反饋檢測電路將提高了輸出電壓和基準電壓進行比較，并產生負積極性的誤差電壓，V/W電路根據該誤差電壓及時減小輸出脈寬，這樣使輸出電壓平均值減小，接近原來的數值，從而實現穩壓的作用。

開關電源的分類

在電子技術和應用飛速發展的今天, 對電子儀器和設備的要求是, 在性能上更加安全可靠, 在功能上不斷增加, 在使用上自動化程度要越來越高, 在體積上日趨小型化。這使采用具有眾多優點的開關電源就顯得更加重要。所以, 開關電源在計算機、通信、航天、彩電等方面都得到了越來越廣泛的應用, 發揮了巨大的作用, 這大大促進了開關電源的發展, 從事這方面研究和生產的人員也在不斷地增加, 開關電源的品種和類型也越來越多。常見的開關電源的分類方法有下列幾種:

1.按激勵方式劃分 分為他激式和自激式。他激式開關電源電路中專設激勵信號振蕩器；自激式開關功率管兼作振蕩管。該形式的開關電源電路結構簡單, 元器件少, 可以做成低成本的開關電源。

2.按調制方式劃分 分為脈寬調制型、頻率調整型和混合調整型。脈寬調制型保持振蕩頻率保持不變, 通過調節脈沖寬度來改變輸出電壓的大??；頻率調整型保持占空比保持不變(脈沖寬度保持不變) , 通過改變振蕩頻率來改變輸出電壓大??；混合調整型是脈沖寬度和振蕩頻率均可進行調節的開關電源。

3．按開關管電流的工作方式劃分 分開關型和諧振型。開關型用開關晶體管把直流變成高頻標準方波, 其電路形式類似于他激式；諧振型用開關晶體管與LC諧振回路將直流變成標準正弦波, 其電路形式類似于自激式開關電源。

4．按開關晶體管的類型劃分 分為晶體管型和可控硅型。晶體管型采用晶體管(包括場效應管)作為開關功率管；可控硅型采用可控硅作為開關功率管。這種電路的特點是直接輸入交流電壓, 不需要一次整流部分。

5．按儲能電感與負載的連接方式劃分 分串聯型和并聯型。串聯型儲能電感串聯在輸入與輸出電壓之間；并聯型儲能電感并聯在輸入與輸出電壓之間。

6．按晶體管的連接方法劃分 分為單端式、推挽式、半橋式和全橋式。單端式僅使用一個晶體管作為電路中的開關管。這種電路的特點是價格低、電路結構簡單, 但輸出功率不能提高；推挽式使用兩個功率開關管, 將其連接成推挽功率放大器的形式。這種電路的特點是可以工作在電源電壓較低的場合, 一般逆變器多采用這種形式的電路, 但它的缺點是開關變壓器的初級必須具有中心抽頭；半橋式使用兩個功率開關管, 將其連接成半橋形式。它的特點是適應于輸入電壓較高的場合；全橋式使用四個功率開關管,將其連接成全橋的形式。它的特點是輸出功率較大。

7．按電路結構劃分 分為散件式和集成電路式。散件式整個開關電源電路都是采用分立式元器件組成的。這種電路的缺點是電路結構較為復雜；集成電路式整個開關電源電路或電路的一部分是由集成電路組成的。這種集成電路通常被稱為厚膜電路,有的厚膜集成電路中包括功率開關管, 有的則不包括。這種形式的電源的特點是電路結構簡單、調試方便、可靠性高。這種電路被廣泛地應用于彩色電視中。

以上五花八門的開關電源品種都是站在不同的角度, 以開關電源不同的特點命名和劃分的。不論是激勵方法、輸出直流電壓的調節手段、儲能電感的連接方法、功率開關管的器件種類以及串并聯結構, 還是其他的電路形式,它們最后總可以歸結為串聯型和并聯型開關電源這兩大類[4]。

開關電源優缺點

開關電源的優點

1．功耗小、效率高 開關電源結構原理方框圖中的晶體管在激勵信號的驅動下,其工作狀態處于導通—截止和截止—導通的開關狀態,轉換速度很快, 頻率一般為50kHz左右。在一些技術先進的國家, 可以做到幾百或者上千kHz。晶體管V飽和導通時,雖然電流較大,但管壓降很小;截止斷開時, 雖然管壓降很大,但通過的電流幾乎為零。這就使得開關晶體管V 在其整個工作過程中的功耗很小,電源的效率可以大幅度地提高。

2．體積小、重量輕 沒有了笨重的工頻降壓變壓器。由于調整管上的耗散功率大幅度地降低, 因而省去了體積和重量都較大的散熱片。由于這兩方面的原因, 故開關電源的體積小、重量輕。

3．穩壓范圍寬 開關電源的輸出電壓是通過激勵信號的占空比來調節的, 輸入電壓的波動變化, 可以通過改變占空比的方式來進行補償, 這樣在輸入電壓變化或波動較大時, 它仍能保證有較穩定的輸出電壓。所以, 開關電源的穩壓范圍很寬, 穩壓效果較好。此外,改變占空比的方法有脈寬調制型、頻率調制型和混合調制型三種。這樣開關電源不僅具有穩壓范圍寬的優點, 而且實現穩壓的方法也較多較靈活,設計人員可以根據實際應用的需要和要求, 靈活選用各種形式的穩壓方法。

4．濾波效率高,不需要較大容量的濾波電容 開關電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz 左右, 是線性電源的1000倍, 這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍。就是采 用半波整流后加電容濾波, 效率也提高了500倍。在相同波紋輸出電壓的要求下,采用開關電源時, 濾波電容的容量只是線性電源中濾波電容容量的1/500～1/1000。濾波電容容量

減小以后, 整個電源的體積和重量也相應地有所減小。

5．電路形式靈活多樣 例如：有自激式和他激式；有調寬型和調頻型; 有單端式和雙端式; 有開關元件為晶體管式和開關元件為可控硅式等等。設計者可以發揮各種類型電路的特長, 設計出能滿足各種不同應用場合的開關電源。

開關電源的缺點

開關電源最為突出的缺點就是開關干擾較為嚴重。開關電源中的開關功率管是工作在開關狀態下, 它產生的交流電壓和電流會通過電路中的其他元器件產生尖峰干擾和諧振干擾, 這些干擾如果不采取一定的措施進行抑制、消除、屏蔽和隔離,就會嚴重地影響整機的正常工作。此外, 由于開關電源中沒有了工頻降壓變壓器的隔離, 振蕩器所產生的高頻干擾如果不加以消除, 就會串入工頻電網, 使附近的其他電子儀器、設備和家用電器受到嚴重的干擾。

目前,由于國內微電子技術、阻容器件生產技術以及磁性材料技術與

一些技術先進的國家還有一定的差距, 因此開關電源的造價不能進一步降低, 也影響到可靠性的進一步提高。所以, 在我國的電子儀器以及機電一體化儀器中, 開關電源還不能得到普及使用。特別是無工頻變壓器開關電源中的高壓電容、高反壓大功率開關管、開關變壓器的磁性材料等元件,我國還處于研究和開發階段。一些先進的國家,雖然有了一定的發展,但是在實際應用中還存在一些問題, 不能令人十分滿意。這就暴露出了開關電源的又一個缺點, 那就是電路結構復雜、故障率高、維修麻煩、成本高。對此, 如果設計者和制造者不予以充分重視,則會直接影響開關穩壓電源的推廣應用。

軟開關技術簡介

硬開關與軟開關

現代電力電子裝置的發展趨勢是小型化、輕量化，同時對裝置的效率和電磁兼容性也提出了更高的要求。通常，濾波電感、電容和變壓器在裝置的體積和重量中占很大比例。因此必須設法降低他們的體積和重量，才能達到裝置的小型化、輕量化。從“電路”的有關知識中可以知道，提高工作頻率可以減少變壓器各繞組間的匝數，并減小鐵心的體積，從而使變壓器小型化。因此裝置小型化、輕量化的直接途徑就是電路的高頻化。但在提高開關頻率的同時，開關損耗也會隨之增加，電路效率嚴重下降，電磁干擾也增大了，所以簡單的提高開關頻率是不行的。

（a）硬開關的開通過程（b）硬開關的關斷過程

圖 2-3 硬開關的開關過程

針對這些問題出現了軟開關技術，他利用以諧振為住的輔助換流手段，解決了電路中的開關損耗和開關噪聲問題，使開關頻率可以大幅度提高。

在很多電路中，開關元件在電壓很高或電流很大的條件下，在門極的控制下開通或關斷，起典型的開關過程如圖2-3所示。開關過程中電壓、

電流均不為零，出現了重疊，因此導致了開關損耗。而且電壓和電流的變化很快，波形出現了明顯的過沖，這導致了開關噪聲的產生。具有這樣的開關過程的開關稱為硬開關。

在硬開關過程中會產生較大的開關損耗和開關噪聲。開關損耗隨著頻率的增加，使電路效率下降，阻礙了開關頻率的提高；開關噪聲給電路帶來嚴重的電磁干擾問題，影響周邊電子設備的工作。

通過在原來的開關電路中增加很小的電感，電容等諧振元件，構成輔助換流網絡，在開關過程中引入諧振過程，開關開通前電壓降為零，或關斷前電流降為零，就可以消除開關過程中電壓、電流的重疊，降低他們的變化率，從而大大減小甚至消除損耗和開關噪聲，這樣的電路稱為軟開關電路。軟開關電路中典型的開關過程如圖2-4所示。具有這樣開關過程的開關稱為軟開關。開關損耗理論上為零[5]。

（a）軟開關的開通過程 （b）軟開關的關斷過程

圖2-4軟開關的開關過程

軟開關的分類

根據電路中主要開關元件是零電壓開通還是零電流關斷，可以將軟開關電路零電壓電路和零電流電路兩大類。通常，一種開關電路要么屬于零電壓電路，要么屬于零電流電路。但在有些情況下，電路中有多個開關，有些開關工作在零電壓的條件下，而另一些開關工作在零電流的條件下。

根據軟開關技術的發展歷程可以將軟開關電路分成準諧振電路、零開關PWM電路和零轉換PWM電路。下面分別介紹上述三類軟開關電路。

1.準諧振電路

這是最早出現的軟開關電路，其中有些現在還在大量使用。準諧振電路可分為

(1)零電壓開關準諧振電路；

(2)零電流開關準諧振電路；

(3)零電壓開關多諧振電路；

(4)用于逆變器的諧振直流環電路。

2.零開關PWM電路

這類電路中引入了輔助開關來控制諧振的開始時刻，使諧振僅發生與開關過程前后。零開關PWM電路可以分為

1）零電壓開關PWM電路；

2) 零電流開關PWM電路和準諧振電路相比，這類電路有很多明顯的優勢：電壓和電流基本上是方波，只是上升沿和下降沿較緩，開關承受的電壓明顯降低，電路可以采用開關頻率固定的PWM控制方式。[5]這兩種電路的基本開關單元如圖2-5。

(a) 零電壓開關PWM基本開關單元 (b) 零電流開關PWM基本單元

圖2-5 零開關PWM電路的基本開關單元

3.零轉換PWM電路

這類軟開關電路還是采用輔助開關控制諧振時刻的開始時刻，所不同的是，諧振電路是與主開關并聯的，因此輸入電壓和負載電流對電路諧振過程的影響很小，電路在很寬的輸入電壓輸入范圍內并從零負載到滿載都能工作在軟開關狀態。而且電路中無功功率的交換被削減到最小，使這種電路的效率進一步提高。

零轉換電路可分為：

(1)零電壓轉換PWM電路；

(2)零電流轉換PWM電路。

基本開關單元如圖2-6。

(a) ZVT PWM開關單元 (b)ZCT PWM 開關單元

圖2-6 零轉換PWM電路的基本開關單元

篇3

引言

由于MOSFET及IGBT和軟開關技術在電力電子電路中的廣泛應用，使得功率變換器的開關頻率越來越高，結構更加緊湊，但亦帶來許多問題，如寄生元件產生的影響加劇，電磁輻射加劇等，所以EMI問題是目前電力電子界關注的主要問題之一。

圖1 CM及DM噪聲電流的耦合路徑示意圖

    傳導是電力電子裝置中干擾傳播的重要途徑。差模干擾和共模干擾是主要的傳導干擾形態。多數情況下，功率變換器的傳導干擾以共模干擾為主。本文介紹了一種基于補償原理的無源共模干擾抑制技術，并成功地應用于多種功率變換器拓撲中。理論和實驗結果都證明了，它能有效地減小電路中的高頻傳導共模干擾。這一方案的優越性在于，它無需額外的控制電路和輔助電源，不依賴于電源變換器其他部分的運行情況，結構簡單、緊湊。

1 補償原理

共模噪聲與差模噪聲產生的內部機制有所不同：差模噪聲主要由開關變換器的脈動電流引起；共模噪聲則主要由較高的dv/dt與雜散參數間相互作用而產生的高頻振蕩引起。如圖1所示。共模電流包含連線到接地面的位移電流，同時，由于開關器件端子上的dv/dt是最大的，所以開關器件與散熱片之間的雜散電容也將產生共模電流。圖2給出了這種新型共模噪聲抑制電路所依據的本質概念。開關器件的dv/dt通過外殼和散熱片之間的寄生電容對地形成噪聲電流。抑制電路通過檢測器件的dv/dt，并把它反相，然后加到一個補償電容上面，從而形成補償電流對噪聲電流的抵消。即補償電流與噪聲電流等幅但相位相差180°，并且也流入接地層。根據基爾霍夫電流定律，這兩股電流在接地點匯流為零，于是50Ω的阻抗平衡網絡（LISN）電阻（接測量接收機的BNC端口）上的共模噪聲電壓被大大減弱了。

圖3 帶無源共模抑制電路的隔離型反激變換器

2 基于補償原理的共模干擾抑制技術在開關電源中的應用

本文以單端反激電路為例，介紹基于補償原理的共模干擾抑制技術在功率變換器中的應用。圖3給出了典型單端反激變換器的拓撲結構，并加入了新的共模噪聲抑制電路。如圖3所示，從開關器件過來的dv/dt所導致的寄生電流ipara注入接地層，附加抑制電路產生的反相噪聲補償電流icomp也同時注入接地層。理想的狀況就是這兩股電流相加為零，從而大大減少了流向LISN電阻的共模電流。利用現有電路中的電源變壓器磁芯，在原繞組結構上再增加一個附加繞組NC。由于該繞組只需流過由補償電容Ccomp產生的反向噪聲電流，所以它的線徑相對原副方的NP及NS繞組顯得很?。ㄓ蓪嶋H裝置的設計考慮決定）。附加電路中的補償電容Ccomp主要是用來產生和由寄生電容Cpara引起的寄生噪聲電流反相的補償電流。Ccomp的大小由Cpara和繞組匝比NP∶NC決定。如果NP∶NC=1，則Ccomp的電容值取得和Cpara相當；若NP∶NC≠1，則Ccomp的取值要滿足icomp=Cpara·dv/dt。

圖4和圖5

此外，還可以通過改造諸如Buck，Half-bridge等DC/DC變換器中的電感或變壓器，從而形成無源補償電路，實現噪聲的抑制，如圖4，圖5所示。

3 實驗及結果

實驗采用了一臺5kW/50Hz艇用逆變器的單端反激輔助電源作為實驗平臺。交流調壓器的輸出經過LISN送入整流橋，整流后的直流輸出作為反激電路的輸入。多點測得開關管集電極對實驗地（機殼）的寄生電容大約為80pF，鑒于實驗室現有的電容元件，取用了一個100pF，耐壓1kV的瓷片電容作為補償電容。一接地鋁板作為實驗桌面，LISN及待測反激電源的外殼均良好接地。圖6是補償繞組電壓和原方繞組電壓波形。補償繞組精確的反相重現了原方繞組的波形。圖7是流過補償電容的電流和開關管散熱器對地寄生電流的波形。從圖7可以看出，補償電流和寄生電流波形相位相差180°，在一些波形尖刺方面也較好地吻合。但是，由于開關管的金屬外殼為集電極且與散熱器相通，散熱器形狀的不規則導致了開關管寄生電容測量的不確定性。由圖7可見，補償電流的幅值大于實際寄生電流，說明補償電容的取值與寄生電容的逼近程度不夠好，取值略偏大。圖8給出了補償電路加入前后，流入LISN接地線的共模電流波形比較。經過共模抑制電路的電流平衡后，共模電流的尖峰得到了很好的抑制，實驗數據表明，最大的抑制量大約有14mA左右。

    圖9是用AgilentE4402B頻譜分析儀測得的共模電流的頻譜波形?？梢?00kHz到2MHz的頻率范圍內的CM噪聲得到了較好的抑制。但是，在3MHz左右出現了一個幅值突起，之后的高頻段也未見明顯的衰減，這說明在高頻條件下，電路的分布參數成了噪聲耦合主要的影響因素，補償電路帶來的高頻振蕩也部分增加了共模EMI噪聲的高頻成份。但從濾波器設計的角度來看，這并不太多影響由于降低了低次諧波噪聲而節省的設備開支。若是能較精確地調節補償電容，使其盡可能接近寄生電容Cpara的值，那么抑制的效果會在此基礎上有所改善。

4 此技術的局限性

圖10中的（a），（b），（c），（d）給出了噪聲抑制電路無法起到正常效用時的電壓、電流的波形仿真情況。這里主要包含了兩種情況：

    第一種情況是在輸入電容的等效串聯電感（ESL）上遇到的。電感在整個電路中充當了限制電流變化率di/dt的角色，很顯然LISN中大電感量的串聯電感限制了變換器電源作為電流源提供的能力。因此，這些脈動電流所需的能量必須靠輸入電容來供給，但是輸入電容自身的ESL也限制了它們作為電流源的能力。ESL愈大，則輸入端電容提供給補償變壓器所需高頻電流的能力愈受限制。當ESL為100nH時，補償電路幾乎失效。圖10（a）中雖說補償電壓與寄生CM電壓波形非常近似，但是圖10（b）中卻很明顯看出流過補償電容Ccomp的電流被限制了。

另外一種嚴重的情況是補償變壓器的漏感。當把變壓器漏感從原來磁化電感的0.1％增大到10％的時候，補償電路也開始失效，如圖10（c）及圖10（d）所示。補償繞組電壓波形由于漏感和磁化電感的緣故發生分叉。如果漏感相對于磁化電感來說很小的話，這個波形畸變可以忽略，但實際補償電容上呈現的dv/dt波形已經惡化，以至于補償電路無法有效發揮抑制作用。

    為了解決ESL和變壓器漏感這兩個嚴重的限制因素，可以采取以下措施：對于輸入電容的ESL，要盡量降低至可以接受的程度，通過并聯低ESL值的電容來改善；密繞原方繞組和補償繞組可以有效降低漏感。

圖10 噪聲電路失效仿真電壓、電流波形

篇4

220V交流市電經保險管F601和負溫度系數熱敏電阻NTC進入抗干擾抑制電路，該電路由C601、C603、C604、T601構成，它具有雙重功效，既濾除市電網中的高頻干擾，又抑制開關電源自身產生的高頻干擾對市電網的污染。經處理的220V交流電壓經VD601-VD604橋式整流、C605濾波，在C605兩端得到約300V的直流電壓，作為E2A265供電及啟動電壓。

啟動與穩壓電路

300V直流電壓一路經開關變壓器T602初級繞組③-④加至IC601（E2A265）的④、⑤腳（內部場效應開關管的漏極），另一路經啟動電阻R603加到E2A265⑦腳（Vcc），對⑦腳外接電容C610充電，使⑦腳電壓上升，同時內部軟啟動電路對①腳外接的軟啟動時間常數電容C606充電，當⑦腳電壓上升到13.5V時，同時①腳電壓上升到5.3V時，內部各功能電路開始正常工作，內部激勵電路輸出高頻開關脈沖使場效應開關管處于開關狀態，當電路起振后，只要E2A265⑦腳電壓不低于8.5V，電路即鎖定在振蕩狀態。電源啟動工作后，開關變壓器T602初級繞組③-④上產生感應電壓，由于繞組間的電磁耦合，開關變壓器T602反饋繞組①-②產生的感應電壓經R624限流、VD607整流、C610濾波、VD608穩壓后得到的直流電壓為E2A265⑦腳（Vcc）供電，維持電源的正常工作狀態。電源工作后，開關變壓器次級感應出的電壓經整流、濾波后為主板各單元電路提供電源。

穩壓控制電路主要由IC601（E2A265）、光電耦合器IC602（PC817C）和可調三端穩壓器IC603（KA431）和取樣電阻R622、R623等元件組成，穩壓取樣電壓取自3.3V電源，經R622、R623分壓加到KA431控制端R。當因某種原因使開關電源次級輸出電壓升高時，KA431控制端R電壓也隨之升高，使KA431的K端電壓下降，光電耦合器IC602（PC817C）內的發光二極管發光增強，光敏三極管導通增強而內阻減小，導致E2A265②腳電壓隨之降低，E2A265內部脈寬控制電路通過脈寬調整，使內部場效應開關管的導通時間縮短，開關變壓器次級輸出電壓隨之下降，從而達到穩定輸出電壓的目的。當輸出電壓因某種原因降低時，穩壓控制與上述過程相反。

保護電路

1.開關管保護：在開關變壓器T602的③-④繞組中接有由R602、C609、VD605組成的尖峰電壓吸收電路，在E2A265內部開關管截止瞬間，抑制開關變壓器③-④繞組產生的反向尖峰電壓，保護E2A265內部開關管不被過高的尖峰電壓擊穿。

2.欠壓保護：當交流市電過低時，開關變壓器T602的①-②繞組上電壓也會降低，經R624限流、VD607整流、C610濾波、VD608穩壓后加到E2A265⑦腳的電壓也相應下降，當該腳電壓低于8.5V時，E2A265內部欠壓保護電路動作，開關管截止，電源無輸出，實現欠壓保護。

3.過流保護：E2A265③腳內接場效應開關管源極（S）和內部過流保護電路，③腳外接的電阻R604為源極上的電流取樣電阻，當某種原因使流經E2A265內部場效應開關管源極的電流增大時，流經R604的電流也隨之增大，E2A265③腳電位升高，當③腳電位上升到E2A265內部保護電路閥值時，內部保護電路動作，開關管截止，電源無輸出，達到過流保護的目的。

4.過壓保護：當市電電壓升高或穩壓電路失控導致輸出電源電壓過高時，開關變壓器T602①-②繞組上電壓也會升高，經R624限流、VD607整流、C610濾波、VD608穩壓后加到E2A265⑦腳的電壓也相應升高，當⑦腳電壓超過16.5V時，E2A265內部過壓保護電路動作，開關管截止，電源無輸出，實現過壓保護。

5.過熱保護：E2A265內部集成過熱關閉保護電路，當內部溫度超過140。C時，過熱保護電路動作，關閉開關管激勵脈沖，開關管截止，實現過熱保護。

6.其他保護：在電源輸入端接有負溫度系數熱敏電阻NTC，抑制電源電路接通瞬間過大的電流，保護電源電路及負載。E2A265①腳為軟啟動控制端，外接軟啟動控制電容C606在開機瞬間，電容上電壓為0，隨著內部軟啟動電路對其充電，C606兩端電壓逐漸上升，由此自動觸發振蕩器，使內部振蕩器產生一個脈寬稍窄并逐漸加寬的啟動脈沖，逐漸啟動開關管工作，使開關電源有一個緩慢的啟動過程，以防止開機時的沖擊電流損壞開關電源及負載，當該腳電壓升至5.3V時，振蕩電路進入正常工作狀態。

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【關鍵詞】直流開關電源；工作原理；保護

隨著科學技術的發展，電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切，而電子設備都離不開可靠的電源，因此直流開關電源開始發揮著越來越重要的作用，并相繼進入各種電子、電器設備領域，程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了直流開關電源。同時隨著許多高新技術，包括高頻開關技術、軟開關技術、功率因數校正技術、同步整流技術、智能化技術、表面安裝技術等技術的發展，開關電源技術在不斷地創新，這為直流開關電源提供了廣泛的發展空間。但是由于開關電源中控制電路比較復雜，晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差，在使用過程中給用戶帶來很大不便。為了保護開關電源自身和負載的安全，根據了直流開關電源的原理和特點，設計了過熱保護、過電流保護、過電壓保護以及軟啟動保護電路。

1．開關電源的原理及特點

1.1 工作原理

直流開關電源由輸入部分、功率轉換部分、輸出部分、控制部分組成。功率轉換部分是開關電源的核心，它對非穩定直流進行高頻斬波并完成輸出所需要的變換功能。它主要由開關三極管和高頻變壓器組成。

1.2 特點

為了適應用戶的需求，國內外各大開關電源制造商都致力于同步開發新型高智能化的元器件，特別是通過改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體材料上加大科技創新，以提高在高頻率和較大磁通密度下獲得高的磁性能，同時SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關電源的輕、小、薄。因此直流開關電源的發展趨勢是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。

2.直流開關電源的保護

基于直流開關電源的特點和實際的電氣狀況，為使直流開關電源在惡劣環境及突發故障情況下安全可靠地工作，本文根據不同的情況設計了多種保護電路。

2.1 過電流保護電路

在直流開關電源電路中，為了保護調整管在電路短路、電流增大時不被燒毀。其基本方法是，當輸出電流超過某一值時，調整管處于反向偏置狀態，從而截止，自動切斷電路電流。當出現負載短路，過載或者控制電路失效等意外情況時,會引起流過穩壓器中開關三極管的電流過大，使管子功耗增大,發熱,若沒有過流保護裝置，大功率開關三極管就有可能損壞。故而在開關穩壓器中過電流保護是常用的，最經濟簡便的方法是用保險絲。由于晶體管的熱容量小,普通保險絲一般不能起到保護作用,常用的是快速熔斷保險絲，這種方法具有保護容易的優點。

2.2 過電壓保護電路

直流開關電源中開關穩壓器的過電壓保護包括輸入過電壓保護和輸出過電壓保護。如果開關穩壓器所使用的未穩壓直流電源的電壓如果過高，將導致開關穩壓器不能正常工作，甚至損壞內部器件，因此開關電源中有必要使用輸入過電壓保護電路。采用集成電路電壓比較器來檢測開關穩壓器的輸出電壓，是目前較為常用的方法，利用比較器的輸出狀態的改變跟相應的邏輯電路配合，構成過電壓保護電路，這種電路既靈敏又穩定。

2.3 軟啟動保護電路

開關穩壓電源的電路比較復雜，開關穩壓器的輸入端一般接有小電感、大電容的輸入濾波器。在開機瞬間，濾波電容器會流過很大的浪涌電流，這個浪涌電流可以為正常輸入電流的數倍。這樣大的浪涌電流會使普通電源開關的觸點或繼電器的觸點熔化，并使輸入保險絲熔斷。另外，浪涌電流也會損害電容器，使之壽命縮短，過早損壞。為此，開機時應該接入一個限流電阻，通過這個限流電阻來對電容器充電。為了不使該限流電阻消耗過多的功率，以致影響開關穩壓器的正常工作，而在開機暫態過程結束后，用一個繼電器自動短接它，使直流電源直接對開關穩壓器供電，這種電路稱之謂直流開關電源的“軟啟動”電路。

2.4 過熱保護電路

直流開關電源中開關穩壓器的高集成化和輕量小體積，使其單位體積內的功率密度大大提高，因此如果電源裝置內部的元器件對其工作環境溫度的要求沒有相應提高，必然會使電路性能變壞，元器件過早失效。因此在大功率直流開關電源中應該設過熱保護電路。采用溫度繼電器來檢測電源裝置內部的溫度，當電源裝置內部產生過熱時，溫度繼電器就動作，使整機告警電路處于告警狀態，實現對電源的過熱保護，亦可將溫度繼電器置于開關三極管的附近，一般大功率管允許的最高管殼溫度是75℃，調節溫度整定值為60℃。當管殼溫度超過允許值后繼電器就切斷電器，對開關管進行保護。

3.開關電源的應用

開關電源是利用現代電力電子技術，控制功率半導體器件開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源。與線性穩壓電源相比，開關電源具有體積小、效率高、重量輕等一系列優點，在各種電子設備中得到廣泛的應用。

3.1開關電源的分類

根據分類的原則不同，開關電源有很多種分類方法：

(1)根據輸入輸出類型，可分為DC/DC變換器和AC/DC變換器。

(2)根據驅動方式，可分為自勵式和他勵式。

(3)根據控制方式，可分為脈沖寬度調制式（PWM）、脈沖頻率調制式（PFM）、PWM和PFM混合式。

(4)根據電路組成，可分為諧振型和非諧振型。

此外還可分為單端正激式和反激式、推挽式、半橋式、全橋式、降壓式、升壓式和升降壓式等等。

3.2 開關電源的發展趨勢

高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化是開關電源的發展趨勢。目前市場上的開關電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz電源，其頻率有待進一步提高。提高開關頻率，需要有高速開關元器件。同時為了保證效率，要減少開關損耗。開關速度提高后，會受電路中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而產生浪涌或噪聲。為了控制浪涌，針對不同的情況，可采用R-C或L-C緩沖器、非晶態等磁芯制成的磁緩沖器、諧振式開關。諧振式開關在控制浪涌的同時還可將可開關損耗。

在可靠性方面，開關電源生產商通過降低運行電流，降低結溫等措施以減少器件的應力，使得產品的可靠性大大提高。若單獨追求高頻化，必將導致噪聲增大。理論上，采用部分諧振轉換電路技術，可實現高頻化又可降低噪聲。但在這實用化方面存在著技術問題，因此在此領域仍須進行大量研究工作。

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關鍵詞：開關電源；電磁干擾；抑制措施；耦合

開關電源電磁干擾抑制的目的是使產品在一定的電磁環境下受到電磁干擾時，無性能的下降或故障，能工作正常，同時對電磁環境不構成污染。

一　開關電源電磁干擾的產生機理

開關電源產生的干擾，按噪聲干擾源種類來分，可分為尖峰干擾和諧波干擾兩種。若按耦合通路來分，可分為傳導干擾和輻射干擾兩種?，F在按噪聲干擾源來分別說明；

1、二極管的反向恢復時間引起的干擾

高頻整流回路中的整流二極管正向導通時有較大的正向電流流過，在其受反偏電壓而轉向截止時，由于pn結中有較多的載流子積累，因而在載流子消失之前的一段時間里，電流會反向流動，致使載流子消失的反向恢復電流急劇減少而發生很大的電流變化(di／dt)。

2　開關管工作時產生的諧波干擾

功率開關管在導通時流過較大的脈沖電流。例如正激型，推挽型和橋式變換器的輸入電流波形在阻性負載時近似為矩形波，其中含有豐富的高次諧波分量。當采用零電流、零電壓開關時，這種諧波干擾將會很小。另外，功率開關管在截止期間，高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變，也會產生尖峰干擾。

3　交流輸入回路產生的干擾

無工頻變壓器的開關電源輸入端整流管在反向恢復期間會引起高頻衰減振蕩產生干擾。

開關電源產生的尖峰干擾和諧波干擾能量，通過開關電源的輸入輸出線傳播出去而形成的干擾稱之為傳導干擾；而諧波和寄生振蕩的能量，通過輸入輸出線傳播時，都會在空間產生電場和磁場。這種通過電磁輻射產生的干擾稱為輻射干擾。

4、其他原因

元器件的寄生參數，開關電源的原理圖設計不夠完美，印刷線路板(pcb)走線通常采用手工布置，具有很大的隨意性，pcb的近場干擾大，并且印刷板上器件的安裝、放置，以及方位的不合理都會造成emi干擾。

二　電磁干擾的相關理論

1、開關電源的主要電磁干擾源

開關電源中的電磁干擾源主要有開關器件、二極管和非線性無源元件。在開關電源中，印制 板布線不當也是引起電磁干擾的一個主要因數。

1.1　開關電路產生的電磁干擾

對開關電源來說，開關電路產生的電磁干擾是其主要干擾源之一。開關電路是開關電源的核 心，主要由開關管和高額變壓器組成。他產生的dv／dt具有較大的脈沖，頻帶較寬且諧波豐富。這種脈沖干擾產生的主要原因是：

(1) 開關管負載為高頻變壓器初級線圈，是感性負載。在開關導通瞬間，初級線圈產生很大的涌流，并在初級線圈的兩端出現較高的浪涌尖峰電壓．在開關管斷開瞬間，由于初級線圈的漏磁通，致使一部分能量沒有從一次線圈傳輸到二次線圈，儲藏在電感中的這部分能量將和集電極電路中的電容、電阻形成帶有尖峰的衰減振蕩，疊加在關斷電壓上，形成關斷尖峰電壓。這種電源電壓中斷會產生與初級線圈接通時一樣的磁化沖擊電流瞬變，這個噪聲會傳導到輸入輸出端，形成傳導干擾，重者有可能擊穿開關管。

(2) 脈沖變壓器初級線圈，開關管和濾波電容構成的高頻開關電流環路可能產生較大的空間輻射，形成輻射干擾，如果電容濾波容量不足或高頻特性不好，電容上的高頻阻抗會使高頻電流以差模方式傳導到交流電源中形成傳導干擾。

1.1.2　二極管整流電路產生的電磁干擾

主電路中整流二極管產生的反向恢復電流的1di／dt1遠比續流二極管恢復電流Idi／dtl小得多。作為電磁干擾源來研究，整流二極管反向恢復電流形成的干擾強度大，頻帶寬。整流二極管產生的電壓跳變遠小于電源中的功率開關管導通和關斷時產生的電壓跳變。因此，不計整流二極管產生的Idv／dtI和Idi／dtl的影響，而把整流電路當成電磁干擾耦合通道的一部分來研究也是可以的。

2、開關電源電磁干擾的耦合通道

開關電源通過耦合通道對自身產生干擾。通常多采用差模和共模干擾加以分析。

“共模干擾”是指干擾大小和方向一致，其存在于電源任何一相對大地，或中線對大地間。共模干擾也稱縱模干擾、不對稱干擾或接地干擾。是載流體與大地之間的干擾。

“差模干擾”是指干擾大小相等，方向相反，其存在于電源相線與中線之間。差模干擾也稱常模干擾、橫模干擾或對稱干擾?！み@是載流體之間的干擾。

共模干擾說明了干擾是由輻射或串擾耦合到電路中的。而差模干擾則說明了干擾是源于同一條電路的。通常這兩種干擾是同時存在的，由于線路阻抗的不平衡，兩種干擾在傳輸中還會互相轉化．所以情況非常復雜。

三　抑制干擾的幾種措施

形成電磁干擾的三要素是干擾源、傳播途徑和受擾設備。因而，抑制電磁干擾也應該從這3方面著手。首先應該抑制干擾源，直接消除干擾原因，其次是消除干擾源和受擾設備之間的耦合和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑；第三是提高受擾設備的抗擾能力，減低其對噪聲的敏感度。目前抑制干擾的幾種措施基本上都是用切斷電磁干擾源和受擾設備之間的耦合通道，它們確是行之有效的辦法。常用的方法是屏蔽、接地和濾波。

篇7

摘要：介紹了高頻開關電源的控制電路和并聯均流系統。控制電路采用TL494脈寬調制控制器來產生PWM脈沖，用軟件的方式實現多電源并聯運行時達到均流的方法。

關鍵詞：開關電源；脈寬調制；均流

引言

模塊化是開關電源的發展趨勢，并聯運行是電源產品大容量化的一個有效方案，可以通過設計N＋l冗余電源系統，實現容量擴展。本系統是多臺高頻開關電源（1000A/15V）智能模塊并聯，電源單元和監控單元均以AT89C51單片機為核心，電源單元的均流由監控單元來協調，監控單元既可以與各電源單元通信，也可以與PC通信，實現遠程監控。

1PWM控制電路

TL494是一種性能優良的脈寬調制控制器，TL494由5V基準電壓、振蕩器、誤差放大器、比較器、觸發器、輸出控制電路、輸出晶體管、空載時間電路構成。其主要引腳的功能為：

腳1和腳2分別為誤差比較放大器的同相輸入端和反相輸入端；

腳15和腳16分別為控制比較放大器的反相輸入端和同相輸入端；

腳3為控制比較放大器和誤差比較放大器的公共輸出端，輸出時表現為或輸出控制特性，也就是說在兩個放大器中，輸出幅度大者起作用；當腳3的電平變高時，TL494送出的驅動脈沖寬度變窄，當腳3電平變低時,驅動脈沖寬度變寬；

腳4為死區電平控制端，從腳4加入死區控制電壓可對驅動脈沖的最大寬度進行控制，使其不超過180°，這樣可以保護開關電源電路中的三極管。

振蕩器產生的鋸齒波送到PWM比較器的反相輸入端，脈沖調寬電壓送到PWM比較器的同相輸入端，通過PWM比較器進行比較，輸出一定寬度的脈沖波。當調寬電壓變化時，TL494輸出的脈沖寬度也隨之改變，從而改變開關管的導通時間ton，達到調節、穩定輸出電壓的目的。脈沖調寬電壓可由腳3直接送入的電壓來控制,也可分別從兩個誤差放大器的輸入端送入,通過比較、放大,經隔離二極管輸出到PWM比較器的正相輸入端。兩個放大器可獨立使用,如分別用于反饋穩壓和過流保護等，此時腳3應接RC網絡，提高整個電路的穩定性。

如圖1所示，PWM脈沖的占空比有內部誤差放大器EA1來調制，而內部誤差?大器EA2則用來打開和關斷TL494，用于保護控制。腳2和腳15相連，并與公共輸出端腳3相連通，因腳3電位固定，所以，TL494驅動脈沖寬度主要由腳1（PWM調整控制端）來控制；腳16是系統保護輸入端，系統的過流、過壓、欠壓、過溫等故障以及穩壓或穩流切換時關斷信號都是通過腳16來控制。鋸齒波發生器定時電容CT=0.01μF，定時電阻RT=3kΩ，其晶振頻率fosc==36.6kHz。內部兩個輸出晶體管集電極（腳8和腳11）接＋12V高電平，其發射極（腳9和腳10）分別驅動V1和V2，從而控制S1和S2,S3和S4管輪流導通和關閉。

2軟件介紹

2.1電源單元和監控單元的軟件

高頻開關電源單元主要有數據采集，電壓電流輸出給定，鍵盤和LED顯示，故障處理以及與監控單元RS485通信等子程序組成。監控單元主要有鍵盤和液晶顯示，EEPROM以及與電源單元和PC機RS485通信等子程序組成。EEPROM用于存放工作參數和其他不能丟失的信息，它采用X5045芯片，X5045有512字節，內涵看門狗電路，電源VCC檢測和復位電路。

如果出現故障，電源單元立即做出相應處理，并主動向監控單元申請中斷，將故障數據傳送給監控單元，監控單元立即調用故障處理程序，如果故障嚴重將切除故障電源，并啟動備份電源，而且將故障情況傳送給PC機。

2.2均流處理程序

高頻開關電源單元將各自的電壓和電流發送給監控單元，監控單元接收到各電源單元的電壓和電流信息后，馬上進入均流判定處理程序。本程序將根據均流精度的要求，計算出該由哪個電源單元進行怎樣的調節以達到均流要求。該程序主要包括下面兩個模塊：第一個模塊主要完成電壓的檢查工作，發現電源單元電壓偏移超過要求，馬上進行相應調節，保證其電壓為要求值；第二個模塊用于進行均流計算，該模塊將找出電流偏移平均值超過規定要求的電源單元，并進行相應的調節。均流流程圖如圖2所示。

由于在實際運用中，各電源單元的電壓值并非完全一致，所以本系統對多電源單元并聯后的電壓有兩條要求。

1）多電源單元并聯時，若各電源單元之間的最大電壓偏差>0.5％，那么并聯后的輸出電壓要求在各電源單元的電壓之間；若各電源單元之間的電壓偏差均<0.5％，那么并聯后的輸出電壓應為各電源單元電壓的中間值加0.25％誤差。本要求同時兼顧了盡量提高穩壓精度和防止電壓調節過于頻繁的要求。

2）并聯后的輸出電壓與任一電源單元工作時的電壓之差≤1％（本電源要求穩壓精度<1％）。

若找不到符合要求的電壓點，則程序認為相互并聯的電源的電壓偏差過大，將停止均流調節，并按要求提出警告。

第二個模塊用于對各模塊的電流進行均流計算，在本系統中，軟件的均流精度定在5％。程序找出大于或小于平均電流的模塊，如果超過了精度范圍，程序將設置相應標志位，然后啟動通信程序，通知相應電源模塊啟動調節程序。

篇8

關鍵詞： 電子文獻； Lucene索引； MVC 2.0； Web 2.0； Lib 2.0

中圖分類號： TN911?34； TM417 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）07?0103?04

Abstract： The electronic resource management is the very challenging work to current library. The library′s electronic resource quanlity before 2010 have reached dozens of TB. In order to further promote the integrated management system of human resource and library， and timely use the electronic resources， a set new electronic resource management system is put forward to describe the past electronic resource management experience of the the library. The more advanced storage， Lucene index technology and MVC 2.0 framework are adopted to establish the electronic resource management system based on Web 2.0 and Lib 2.0 idea. The above more advanced technologies are used to solve the large data volume electronic resource management and retrieval problem of the library. Compared to the previous management system， the memory cost of system is [120] of that of the original system， the processor cosst is [110] of that of the original system， and the retrieval speed is increased by 50 times.

Keywords： electronic document； Lucene index； MVC 2.0； Web 2.0； Lib 2.0

0 引 言

電子資源管理是現今圖書館面對的極具挑戰性工作，課題中涉及的圖書館電子資源管理系統亦不例外[1]。截止至2010年該館的電子資源數量已經達到了幾十個TB，如何運用現有的人力資源和圖書館集成化管理系統[2]，及時讓讀者使用這些電子資源，已成為該圖書館的重大挑戰。本館在2009年決定把中文期刊、英文期刊、電子圖書等電子資源的編目工作進行調整，要求采用相關的計算機技術創建一套全新的電子資源管理系統。本課題的目的是總結該館以往的電子資源的管理經驗，采取更先進的存儲，索引技術及B/S架構，融合Web 2.0與Lib 2.0理念所創建的電子資源管理系統[3]。

該系統為用戶提供了便捷高效的電子資源檢索引擎，使用戶可以快速地找到所需資源；與此同時還提供了個性化圖書館的服務，允許用戶上傳個人的電子資源，加強了管理系統的互動共享功能。經本課題的研究，從根本上解決了該館大數據量電子資源的存儲及使用問題[4]。

1 基于Lucene的檢索系統及實驗驗證

1.1 檢索系統

Lucene是以Java為依據的一個高效的全文檢索庫。完成下述步驟建立全文檢索索引[5]：

首先，為了方便說明建立索引的過程，此處將需要索引一些原文檔（Document）。

其次，分詞組件（Tokenizer）在收到原文檔的傳輸后會做如下事情（此過程稱為 Tokenize） [6]：將文檔拆分成為各個獨立的單詞；將標點符號除去；將停詞（Stop word） 除去。

最后，索引組件（Indexer）在收到得到的詞（Term）之后負責以下幾項：創建一個以得到的詞（Term）為依據的字典；按照字母順序將字典排序；將同樣的詞（Term）進行合并并形成文檔倒排（PostingList）鏈表。

1.2 SQL Server檢索與Lucene檢索性能比較

SQL Server數據庫產品作為底端的數據存儲，利用單純的數據庫對這些資源進行索引，如果數據量達到上億級，系統運行啟開所占用的內存大約為幾十GB[7]。除此之外，SQL Server運用緩沖池內存服務于SQL Server進程中大部分不大于8 KB的其他內存請求，以便過程緩存和數據存儲。不能從緩存池中得到其他的分配由剩下的未保留內存完成。曾經使用單純的數據庫檢索技術及Lucene索引技術，并對兩種檢索技術的效率、消耗系統資源、檢索速度進行了詳細的分析對比[8]。以上實驗中數據總條目有三百多萬條，以硬盤存儲空間大約1 TB的資源進行測試，分析比對之后的結果如圖1～圖3所示。

對比圖1～圖3得出，Lucene檢索在各方面都占有一定的優勢，所以使用Lucene檢索建設大數據量的電子資源管理平臺為最優選項。

2 系統的設計

2.1 功能設計

圖書館電子資源管理系統功能設計如圖4所示。當前，圖書館內的中文期刊，英文期刊，報紙，學位論文，電子圖書，網頁信息，多媒體等信息資源數量眾多，占用系統近20 TB的硬盤儲存空間，因此設計和實現的系統需要對海量的數據進行科學存儲的同時還要保證檢索的速度，還不能占用過大的存儲空間或資源。

2.2 系統框架原理

系統依據 MVC 2.0設計模式，依次包括Model，View，Control三層結構。系統最重要的部分為Model層，該層中包含了以上兩章中重點提到的Lucene索引技術；View層中個性化的展示了中文期刊，英文期刊，報紙，學位論文，電子圖書，網頁信息，多媒體等電子資源，Web 2.0技術被較多的運用于View層中；系統的請求分配及權限管理方面問題的解決是Control層的主要任務。

（1） Model 層設計

期刊的數據模型：期刊可以被劃分為非常多的年卷期信息，T_EN_Literary類表示了期刊中的文章信息，由T_EN_Journal到T_EN_Issues是一對多的對應法則關系，而T_EN_Journal類代表特指的某種期刊。系統在進行初始化時便建立了數據庫的索引，Search接口能夠完成直接從之前所建立的該數據庫的索引中查詢數據而不會訪問數據庫，之后再將結果反饋給Control層。這種設計節省了CPU及內存，此外，保證了快速的檢索速度。每一種資源在電子資源管理系統中都被界說為一個類，update的接口也是通過這些類達成的，該接口設置的目的是同步索引以及更新數據庫。delete的接口負責對數據的刪除工作。

（2） View層設計

View層中個性化的展示了中文期刊，英文期刊，報紙，學位論文，電子圖書，網頁信息，多媒體等電子資源，View中用到的數據都是由Control層提供，View層還負責各種表單的提交，這些表單最終被Control層解析，之后經過Control層調取數據對象再返回給View層，這樣就形成了動態頁面信息的交互。

（3） Control層設計

Control層是 MVC 2.0框架結構的中央環節，工作職能是完成各項工作的調度。Model層將具體數據反饋給Control層，Control層在對數據完成加工后，通過相應形式反饋給View層，即為用戶瀏覽器頁面中顯示的內容。

2.3 用戶權限管理設計

Model層數據模型使每個類中都有Owner，Edit，Visit功能，通過上述功能完成對數據級權限的管理。數據對象擁有者的ID儲存于Owner中，該資源最高級的權限由這些用戶持有，這些用戶能夠完成數據的瀏覽、修改、增加、刪除等操作。對數據對象有編輯權用戶的ID儲存于Edit中，該資源的編輯權限由這些用戶掌握，這個功能可以使資源權限更加方便的管理。對數據對象擁有訪問權用戶的ID儲存于Visit中，這些用戶擁有瀏覽該資源的權限。

3 系統整體實現

3.1 核心功能實現

圖書館電子資源管理系統主頁截圖見圖5，圖書館電子資源管理系統包含7大功能：

（1） 圖書館現存有報紙，檔案、中、英文期刊，學位論文，畢業論文，電子圖書網頁信息，多媒體等電子資源。

（2） 運用中文期刊，英文期刊，電子圖書模塊提供給專業人員的A?Z的導航功能，用專業化樹狀的形式展示期刊的年卷期，用目錄樹展示功能實現電子圖書的中圖分類法，除此之外，還需提供上述資源的正則表達式等高級檢索功能以及模糊檢索，從而方便用戶對資源的定位。

（3） 模塊功能的資源編輯可授權用戶進行編輯處理。

（4） 增加資源評論和打分的屬性，用戶可以評價、分享并推薦優秀資源，方便其他用戶閱讀，幫助系統高效的運行，更有利于資源的分享。

（5） 在資源倉庫模塊中，高級用戶可以對目錄樹進行編輯，目錄樹創建后自動生成RSS訂閱鏈接，高級用戶可以對目錄樹進行創建并對資源類型進行定義，使信息資源的推送更加方便。

（6） 站內資源的收藏管理功能可以通過收藏模塊實現，在瀏覽站內資源時，相對應位置有收藏該資源的功能按鈕，用戶點擊后可直接收藏該資源。

（7） 數據級權限管理以及功能級權限管理通過權限管理模塊實現。

3.2 結構實現

（1） 索引功能

Lucene索引信息存儲的選擇方式有兩種：文件系統（FS）、內存（RAM）。大型檢索一般用文件系統存儲，較小的檢索系統主要運用內存存儲。由于目前的大部分信息平臺中的信息量都達到百萬級以上，因此索引的存儲采取的是文件系統（FS）。

（2） 檢索功能

系統主要由QueryParser，IndexSearcher，Hits三個類組成了Lucene的檢索接口。QueryParser的主要任務是解析用戶提交需查詢的關鍵字，即為查詢解析器創建一個新的解析器時需要設定使用何種語言分析器以及要解析的域，保證查詢結果的正確性。例如，URL和網頁標題。在用戶面前所呈現的便是通過處理的信息。在系統中輸入檢索詞“cell”，檢索結果如圖6所示。

（3） View層的實現

篇9

作為國民經濟的支柱產業之一，電力行業的生產與國家的發展息息相關。社會主義市場經濟體制下，電力企業對人力資源的研究應當突破以前計劃經濟的局限。即不能局限于數量，人力資源的質量也要得到提升。雖然近幾年某些電力企業的人力資源觀念已經有所改善，在此領域已經進行一些改變，比如改革工資制度建立了新的薪酬制度、員工考評體系等，但是電力企業作為大型壟斷國企，在人力資源的開發管理方面存在的不足還很多。

1.觀念落后

大多數電力企業對于人事管理的觀念相當滯后。從管理層到普通員工的理念均不夠到位。許多企業的領導層仍然停留在舊的企業發展模式上，把表面上的盈利當做目標，不重視人力資源開發與管理。人力資源管理的目標就是：發現人才，培養人才，使用人才。企業管理層應該認識到人力資源對公司發展的巨大促進作用，把人力資源的開發與管理當做發展中的重要工作來處理，規劃中長期發展方向。這可以使企業形成自己的文化，增強員工的歸屬感與責任感，提高企業的凝聚力。

2.管理機制存在缺陷

加強人力資源的開發與管理，從技術方法角度來看，需要建立完善的機制，其中包括合理的員工評價制度、績效考核制度、薪酬分配制度、激勵制度等?？茖W的機制可以提高人員管理的效率，人力資源的巨大潛力得到充分釋放。如果企業的激勵機制能夠完善并執行起來，生產效率會得到很大的提升，這也間接有助于未來的發展。人們受到物質與精神上的激勵，會激活自己的活力，心態也會變得積極向上、奮發努力，釋放更多潛力。部分企業能夠初步提出考核規則等，但是執行缺乏力度，監管不力，沒有采取有效措施推行，使得考核規則形同虛設。例如，電力企業績效考核中普遍存在的問題有：考核不客觀，機制上的缺陷導致內部管理混亂，標準過于單一，考核過程紕漏較多，使得評價主要由考核官主觀決定；指標過于簡單，考核官專業性不足，無法完成合理的績效考核，其結果就是人的主觀因素主導，參考度可信度不高。

3.人員素質有待提升

無論是人力資源管理者素質還是基層工作員工的素質均有待提升。管理者中缺少高素質的專業管理人才。一些非人力資源開發管理專業的員工工作能力不足，專業知識缺少，很難勝任人力資源管理工作，使得員工管理效率低下，人力資源的開發無法得到充足的展現。因此許多企業只能沿用老舊的人事制度，這也是計劃經濟體制導致的管理人才不足。由員工的素質偏低可以發現，人才環境也存在問題。人才環境對人力資源的開發有很大的影響作用。許多電力企業存在人才浪費、內部錄用、情大于法等現象，人力資源配置的結構性失調，人力資源的流動發展受到阻礙，不利于優秀人才的匯集，優秀人才也難以從普通人中脫穎而出，專業技術人員也出現短缺。員工的經驗不足、知識層次工作崗位要求不吻合，關鍵性崗位人才也十分有限。作為技術、資金密集型企業，電力企業需要大量的專業人才來從事生產以及經營管理。而管理人才不僅需要熟悉傳統的電力業務，更需要了解現代的信息與管理等技術，即需要復合型人才。

4.培訓與教育的不足

目前企業人員的整體素質難以滿足企業發展的要求，這與培訓教育的欠缺也有很大關系。與發達國家相比，員工上崗前的培訓時間過短，培訓方向不夠明確，針對性不強，培訓教育的效果往往不盡如人意。培訓與交流是發展企業人力資源開發的重要途徑，企業培訓方式過于單一，培訓班的講授理論與實際脫節，而且員工的綜合素質（包括身體、心理鍛煉的提高）往往被忽視。對于不同年齡群體采用相同的培訓手法，導致培訓教育效率低下，直接導致員工素質偏低，影響企業的發展進步。

二、加強人力資源開發與管理的對策

人力資源開發與管理是社會主義市場經濟發展的必然要求，現代企業的建設離不開員工與企業的共同發展，所以必須建立與國家的經濟政策相適應的人力資源開發管理機制。企業的快速發展需要接受人才資源新理念，采取一系列措施加強人力資源開發與管理。

1.樹立科學的人力資源開發與管理新理念

電力企業的管理層應當強化意識，認識到科學的人力資源開發管理理念，不只是稱呼、名號上的變化，而是更深層次的體現在性質、理念上。人力資源開發與管理包含了單位對人力資源的開發、配置、監督、組織等多種管理活動。這也是由人的社會性所決定的。管理層應該樹立人力資本觀念，人力因素的投資回報往往會大于其他形式的投資；應該樹立市場的觀念，因為企業的發展離不開市場的發展，人力資源的開發管理也要著眼于市場、定位于市場；人力資源開發管理需要戰略性部署，人力資源多變的性質使其難以用數字來定量評估，而其巨大的潛力又等待發掘，戰略性部署使人力資源成為企業正常發展中的重要組成部分，為長期發展做準備。

2.建立與企業發展相適應的人力資源開發管理機制

企業需要建立符合自身特點的人力資源機制，包括人才管理、競爭機制、激勵機制、評價考核機制等。人才機制要按照雙向平等原則，不要局限于身份，遵守合同法簽署勞動合同。激勵機制物質刺激與精神關懷雙管齊下，盡可能調動員工的積極性。原則是符合自身情況，制訂有效的激勵方法，提升工作環境的積極氛圍，鞏固員工的忠誠度，適宜的精神鼓勵會更緊密地把企業和員工聯系在一起，讓工作變為員工創造價值的機會，形成獨特的企業文化，融入濃厚的人文關懷，推動企業的發展。評價考核機制進一步完善需要科學地制訂標準，對不同人分類評測，綜合考核，最終做出公正、可信的評價。

3.進行合理的培訓教育提高人員素質

在信息時代，提高員工素質是企業發展的重要一環。中高層管理人員的素質同樣需要提升。他們是企業的頭腦與骨干，做出的決定直接影響企業的經營與發展。因此十分有必要對中高層管理者適時進行培訓，增強其管理與應變能力。長遠來看會在很大程度上提高企業效率，實現經濟效益的提升。對于普通員工來說，要逐漸實施新的人才培養、選拔、流動模式，提高員工的綜合素質，并要善于發現人才、提拔人才，使其能力得到更大的發揮空間。

三、結語

篇10

關鍵詞：人力資源 挑戰 電網企業

電網企業作為國有企業，關系千家萬戶，人力資源是電網企業的重要資源，它要求我們必須正視在人力資源開發與管理工作，從而提高企業的整體管理水平，促進企業不斷發展。

一、人力資源開發與管理對企業發展的意義

企業人力資源就是指企業內部成員及外部的可提供服務及有利于企業預期經營的人的總和。企業人力資源開發與管理是指企業充分發掘、科學培養和合理使用現有員工整體能力以及對企業發展有直接作用的其他人才的利用。

加強和改進國有企業人力資源開發與管理，是搞好國有企業的關鍵，有利于培養和造就一支優秀的經營管理者隊伍，能夠使企業由小變大、由弱變強，提高國有企業的管理水平；加強和改進國有企業人力資源開發與管理，是科技進步和經濟社會發展最重要的資源，有利于吸引和留住具有專業技術和專門技能的各類人才；加強和改進國有企業人力資源開發與管理，確保國有企業的管理、制度和科技不斷創新，有利于提高職工隊伍的整體素質；加強和改進國有企業人力資源開發與管理，最直接的表現就是能夠提高勞動生產率，有利于國有企業降低成本，使企業能在激烈的市場競爭中得到發展，提高產品質量和市場競爭能力；加強和改進國有企業人力資源開發與管理，可以在企業內部建立起合理的激勵機制，有利于增強企業的凝聚力和吸引力。

二、電網企業人力資源開發與管理現狀

電網企業管理基本特征：它是一個自然壟斷行業，國家經濟發展離不開的電力支持，它是國民經濟的重要的基礎產業；電網企業是資金密集、技術密集型和網絡性行業，全國電網調度已經實現自動化；電網企業安全責任十分重大。一旦發生電力安全事故，就會給社會造成巨大的損失；電力處于快速發展期，電力供應直接影響到各地經濟的發展和人民群眾的正常生活；電力改革不斷深入，總體目標是實施廠網分開，打破壟斷，引入競爭，重組發電和電網企業;，提高效率，降低成本。

隨著電力事業的蓬勃發展，電網企業對人力資源的開發與管理工作取得了一定的成績，員工隊伍基本狀況有所改善，對員工進行培訓是人力資源開發的一項重要措施，建立了后備人才隊伍，加強了對后備人才的培養，建立健全了績效考核體系，對考核居前列的人員進行獎勵。而在取得一定成績的同時，也存在一些問題，這主要表現在:部分領導對人力資源開發與管理的認識有待提高，人力資源開發與管理缺乏層次，“重物輕人”的現象在一定程度上仍然存在，對人才只重“擁”不重“用”，對低素質的人員缺乏開發意識，觀念有待轉變；人員結構不合理，人才總量不足。專業結構不合理，人員總量大，而人才數量不足。人才分布不均衡，高層次、高素質、高水平、高技能人才缺乏；激勵機制不健全，薪酬未能充分反映業績，員工的積極性，主動性、創造性不能充分發揮，激勵手段單一；教育培訓體系不完善，部分基層企業對員工培訓重視不夠，對教育培訓效果缺乏考核評估；人才評價不夠科學，正?！巴顺鰴C制”尚未建立。

三、電網企業人力資源開發與管理應采取的對策

電力體制改革的深入，電網建設力度加大，對人力資源結構提出了新的要求，對人力資源優化提出了更迫切的要求。社會對電力服務水平要求不斷提高，電力的快速增長，對人力資源開發與管理提出了更全面的要求，對人力資源隊伍素質提出了更高的要求。

因此，電網企業應當根據企業改革和發展的需要，注意優化人才結構，合理配置資源。要樹立符合時代要求的新理念，即樹立 “以人為本”、“人才資本”、“人才層別”理念、“人才差別”理念、樹立“人才開發”和樹立“人才國際化”的理念，為企業發展服務。

建立適應市場要求的培訓機制。遵循人才成長的一般規律，建立分級分類、循序漸進的培訓模式，不斷提升各級各類人才的能力。整合培訓資源，建立資源共享、專業合理的培訓支撐網絡體系。要創新培訓方法，切實提高培訓工作的有效性，切實加強培訓工作的制度建設。加強對培訓效果的評估和考核，落實培訓工作責任制。

建立科學的人才評價機制。確立科學的人才標準，完善科學的評價方法。充分運用人才評價的結果，增加透明度和群眾參與程度。

建立有效的選人用人機制。積極推行競爭上崗和公開選拔制度，要別具一格有用人，改進和完善專業技術、技能職務聘任制，健全和完善績效考核體系，確保人才開發與管理取得成效，達到深化勞動用工制度改革的目的。

建立行之有效的激勵機制。加大物質激勵力度，完善薪酬激勵制度，充分運用事業激勵的方式，大榮譽激勵的力度。

建立干事創業的留人機制。依靠事業留人、依靠待遇留人、依靠環境留人；要建立適合電網企業特點的人才引進機制。建立招聘機制，要多渠道引進人才，要積極推進協議用人制度，加大開發利用“外腦”的力度。

建立可控的流動機制。要建好企業內部人才交流服務中心，要正確對待人才流動，要建立淘汰機制，鼓勵人才內部流動。

參考文獻：

[1]蓋勇.人力資源戰略與組織結構設計.山東人民出版社，2004.6